package DataStructure.priority;


public class IndexMinPriorityQueue<T extends Comparable<T>>{

    private T[] items;//存储堆中元素
    private int[] pq;//保存每个元素在items数组中的索引，pq数组需要堆有序
    private int[] qp;//pq的逆序，pq的值为索引，索引为值
    private int N;

    public IndexMinPriorityQueue(int capacity){
        this.items=(T[]) new Comparable[capacity+1];
        this.pq=new int[capacity+1];
        this.qp=new int[capacity+1];
        this.N=0;
        //默认情况下，队列中没有数据，让qp的元素都为-1
        for (int i = 0; i < qp.length; i++) {
            qp[i]=-1;
        }
    }

    public int size(){
        return N;
    }

    public boolean isEmpty(){
        return N==0;
    }

    private boolean less(int i,int j){
        return items[pq[i]].compareTo(items[pq[j]])<0;
    }

    private void exch(int i,int j){
        //交换pq中的数据
        int temp=pq[i];
        pq[i]=pq[j];
        pq[j]=temp;
        //更新qp中的数据
        qp[pq[i]]=i;
        qp[pq[j]]=j;
    }


    //判断k对应的元素是否存在
    public boolean contains(int k){
        return qp[k]!=-1;
    }

    //最小元素关联的索引
    public int minIndex(){
        return pq[1];
    }

    //往队列中插入一个元素并关联索引
    public void insert(int i,T t){
        //判断i是否已经被关联，如果已经被关联则不让插入
        if(contains(i)){
            return;
        }
        N++;
        //元素个数加1，把数据存储到items对应的i位置
        items[i]=t;
        //把i存储到pq中
        pq[N]=i;
        //通过qp记录pq中的i
        qp[i]=N;
        //通过堆上浮调整t的正确位置
        swim(N);//变得是pq数组
    }



    //删除最小元素并返回该索引
    public int delMin(){
        //获取最小元素关联的索引
        int minIndex=pq[1];
        //交换pq中索引1和最大索引处的元素
        exch(1,N);
        //删除qp中对应的内容
        qp[pq[N]]=-1;
        //删除pq中最大索引处的值
        pq[N]=-1;
        //删除items中对应的内容
        items[minIndex]=null;
        //元素个数减一
        N--;
        //下沉调整
        sink(1);
        return minIndex;
    }



    //删除索引i处的元素
    public void delete(int i){
        //找到i在qp中的索引
        int k=qp[i];
        //交换pq中k处的值和N处的值
        exch(k,N);
        //删除qp中的内容
        qp[pq[N]]=-1;
        //删处pq中的内容
        pq[N]=-1;
        //删除item中的内容
        items[i]=null;
        //数量减1
        N--;
        //堆的调整
        sink(k);
        swim(k);
    }


    //把与索引i关联的元素修改为t
    public void changeItem(int i,T t){
        //修改items数组中i位置的元素为t
        items[i]=t;
        //找到i在pq中出现的位置
        int k=qp[i];
        //堆调整
        sink(k);
        swim(k);
    }

    private void swim(int k){
        while (k>1){
            if(less(k,k/2)){
                exch(k,k/2);
            }
            k=k/2;
        }
    }

    private void sink(int k){
        while (2*k<=N){
            int min;
            if(2*k+1<=N){
                if(less(2*k,2*k+1)){
                    min=2*k;
                }else {
                    min=2*k+1;
                }
            }else {
                min=2*k;
            }
            if(less(k,min)){
                break;
            }
            exch(k,min);
            k=min;
        }
    }




















}
